 |
Roberto BIAGI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica
|
Insegnamento: Laboratorio di fisica III
Fisica (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso fornisce conoscenze di base per la conduzione di esperimenti di Fisica, toccando con mano aspetti fondamentali della struttura della materia che sfociano in tecniche di caratterizzazione dei materiali.
Obiettivi Formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà la capacità di comprendere il funzionamento di sistemi di misura moderatamente complessi e come gestirli, affrontando e risolvendo delle problematiche insite anche nell'effettuazione di esperimenti concettualmente molto semplici, contribuendo così a colmare il gap tra la teoria.e la pratica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di allestire misure di grandezze fisiche utilizzando strumentazione avanzata associata all'acquisizione automatica dei dati, di progettare sistemi di misura costituiti da molte unità funzionali interagenti ed ottimizzarne l'utilizzo, con particolare riguardo alla massimizzazione della qualità e quantità di informazioni acquisibili.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato il metodo per valutare l'adeguatezza di un apparato sperimentale rispetto agli obiettivi della misura e la qualità dei risultati di un esperimento conoscendone le modalità della sua realizzazione.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di redigere relazioni ed esporre i risultati di un esperimento in modo chiaro, rigoroso e conciso.
Capacità di apprendimento:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di cogliere e approfondire in modo autonomo aspetti collaterali degli argomenti proposti nel corso.
Prerequisiti
Conoscenze elementari di struttura della materia, interazione radiazione-materia, elettromagnetismo e teoria dei circuiti elettrici.
Programma del corso
Il corso prevede l'illustrazione di tutti gli esperimenti previsti, integrati dalle nozioni teoriche necessarie a svolgerli propriamente. L' attività pratica in laboratorio sarà limitata all' esecuzione di solo tre esperimenti, per ovvie questioni di tempo.
Le relazioni sull' attività sperimentale svolta riguarda solo gli esperimenti effettivamente svolti, ma la preparazione richiesta riguarda anche tutto il resto.
Il piano delle attività del corso prevede:
- 30 ore di lezione frontale
- 20 ore di laboratorio per ciascuna esperienza, quindi un totale di 60 ore di attività di laboratorio
Le esperienze previste nel corso sono le seguenti:
. Determinazione della costante di Planck utilizzando l'effetto fotoelettrico;
. Perdita di energia di elettroni in gas e vapori (esperimento di Frank-Hertz);
. Esperimenti di ottica con microonde: riflessione, rifrazione, effetti della polarizzazione, diffrazione da cristallo.
. Misura della dipendenza spettrale della riflettività di una superficie.
. Misura ottica dell'energy gap di un semiconduttore
. Misura termica dell'energy gap di un semiconduttore
. Determinazione del drogaggio (tipo ed entità) di un semiconduttore mediante l'effetto Hall;
. piezoelettricità diretta: determinazione coefficienti piezoelettrici;
. Misura dell'isteresi ferromagnetica.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche di laboratorio.
È un corso di laboratorio, quindi BISOGNA essere PRESENTI. Inoltre, per sapere cosa fare e come farlo, È CRUCIALE LA FREQUENZA delle lezioni frontali iniziali. Non c'è altro modo per prepararsi.
È consentita UNA sola assenza alle lezioni frontali e DUE alle sessioni di laboratorio. In difetto,
non si accede al laboratorio / all'esame finale.
L'orario di ricevimento viene concordato sulla base di una richiesta formulata via email.
Testi di riferimento
C. Kittel, Introduzione alla fisica dello stato solido
Ashcroft-Mermin, Solid State Physics
H.Ibach H.Luth - Solid State Physics
Lecturer notes.
Verifica dell'apprendimento
Sulla base delle relazioni di gruppo redatte per ogni esperienza e dell'esame orale individuale (circa 45 min), verrà verificato l’apprendimento e la comprensione delle nozioni teoriche relative alle esperienze e al funzionamento della strumentazione utilizzata, oltre che alla qualità dell' elaborazione dei dati ottenuti, del livello di estrazione dei dati ottenibili e della comprensione dei risultati. Il voto finale NON è necessariamente dato dalla semplice media dei risultati di relazioni ed orale.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente disporrà degli strumenti per comprendere il funzionamento di sistemi di misura moderatamente complessi e per definirne le strategie di gestione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di allestire misure di grandezze fisiche utilizzando strumentazione avanzata associata all''''acquisizione automatica dei dati, di progettare sistemi di misura costituiti da molte unità funzionali interagenti ed ottimizzarne l''''utilizzo, con particolare riguardo alla massimizzazione della qualità e quantità di informazioni acquisibili.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato il metodo per valutare l''''adeguatezza di un apparato sperimentale rispetto agli obiettivi della misura e la qualità dei risultati di un esperimento conoscendone le modalità della sua realizzazione.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di redigere relazioni ed esporre i risultati di un esperimento in modo chiaro, rigoroso e conciso.
Capacità di apprendimento:
Al termine del corso lo studente avrà affrontato diversi aspetti relativi a progettazione e gestione di sistemi di apparati moderatamente complessi, oltre che dei dati acquisibili e della valutazione della loro qualità, sviluppando così la capacità di cogliere e approfondire in modo autonomo analoghi aspetti per qualunque altro generico sistema.